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Der Tiefseeboden stellt etwa 70 Prozent des Lebensraumes unserer Erde dar und gilt gleichzeitig noch als wenig erforscht. Unklar ist auch, wie Tierarten in der Tiefsee leben, wo sie vorkommen und wie weit sie sich verbreiten. Um dieser Frage auf den Grund zu gehen, haben Senckenberg-Forschende wenige Millimeter kleine Asselkrebse im Nordpazifik untersucht, die als wenig mobil galten. Mithilfe morphologischer und genetischer Analysen kommen sie zu dem Schluss, dass es deutlich mehr dieser Isopodenarten gibt als bislang angenommen und dass einige ihrer Ausbreitungsgebiete sich über mehrere tausend Kilometer erstrecken.
Isopoden zählen zu den benthischen Organismen und leben überwiegend auf dem Meeresboden, wo sie sich von Aas, organischem Detritus oder kleinen wirbellosen Tieren ernähren. Die Krebstiere bewegen sich meist krabbelnd mithilfe zahlreicher gegliederter Beine fort; einige Arten können zudem kurze Strecken schwimmen oder werden passiv von bodennahen Strömungen transportiert. „Aufgrund dieser geringen Mobilität gelten in der Tiefsee lebende Isopoden gemeinhin als ausbreitungsschwach. Es ist aber generell schwer aufgrund der enormen Ausdehnung des bislang nur wenig erforschten Tiefseebodens grundlegende Fragen zur Vernetzung und räumlichen Ausbreitung solcher Tiefseearten zu beantworten“, erklärt Henry Knauber, Erstautor der Studie und Doktorand am Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseum Frankfurt und fährt fort: „Besonders schwierig ist es, räumliche Muster genetischer Unterschiede zu erfassen – nicht nur entlang auffälliger Strukturen wie Tiefseegräben oder ozeanischer Rücken, sondern auch über die riesigen Distanzen der abyssalen Ebenen hinweg, welche den Großteil der Tiefsee ausmachen. Diese meist homogenen Tiefseeebenen sind größtenteils frei von markanten geografischen Barrieren und könnten bodenlebenden Tieren theoretisch eine weiträumige Ausbreitung ermöglichen. Gleichzeitig stellen gerade jene großen geografischen Entfernungen laut evolutionsbiologischen Theorien allerdings auch ein Hindernis für den genetischen Austausch dar.“
Knauber hat sich dieser Fragestellung gemeinsam mit Prof. Dr. Angelika Brandt und Dr. Torben Riehl, beide ebenfalls am Frankfurter Forschungsinstitut tätig, angenommen und die Biodiversität, die räumliche Vernetzung und die Biogeografie von Tiefsee-Isopoden untersucht. „Im Fokus standen dabei Arten aus den abyssalen Ebenen des vergleichsweise gut untersuchten Nordpazifiks, welche die Regionen rund um den Aleuten-Graben, den Kurilen-Kamtschatka-Graben und den Japan-Graben miteinander verbinden. Ziel unserer Untersuchung war es, den faunistischen Austausch zwischen diesen Regionen zu analysieren und mögliche Isolations-Effekte durch die großen geographischen Distanzen zu identifizieren“, ergänzt Brandt.
Zwei Isopodenfamilien nahmen die Forschenden bei ihren Untersuchungen genauer unter die Lupe: die auf der Sedimentoberfläche lebenden Haploniscidae und die im Sediment grabenden Macrostylidae. Die Analysen basierten auf einem umfangreichen Datensatz, der genetische Sequenzen von insgesamt fast tausend Individuen der beiden Familien beinhaltet. Der zugrunde liegende Datensatz vereint Proben aus der „AleutBio“-Expedition (Sommer 2022, Forschungsschiff SONNE) mit Ergebnissen aus fünf weiteren internationalen Tiefsee-Expeditionen und über einem Jahrzehnt Forschung im Nordpazifik.
Isopoden der Haploniscidae konnten die Forscher*innen im gesamten Nordpazifik über einen großen Tiefenbereich hinweg nachweisen – von Randmeeren des Nordpazifiks bei etwa 3.200 Metern bis zu den tiefsten Stellen des Kurilengrabens in fast 9.600 Metern Tiefe. Die höchste Artenvielfalt wurde im Kurilen-Kamtschatka-Gebiet festgestellt, während die Artenzahlen in den Regionen des Aleuten- und Japan-Grabens geringer ausfielen. „Die Verbreitungsgebiete mehrerer Haploniscidae-Arten erstrecken sich über Areale von mehreren tausend Kilometern Länge, was erstaunlich ist für Lebewesen, die kleiner als ein Reiskorn sind. Aus der Familie der Macrostylidae konnten wir dagegen nur eine Art mit einer ähnlich weiten Ausbreitung nachweisen“, so Knauber. „Unsere genetischen Analysen haben außerdem zahlreiche bislang unbekannte, äußerlich kaum unterscheidbare Arten sichtbar gemacht. Insgesamt ist die biologische Vielfalt im Nordpazifik dank mehrerer ‚kryptischer‘ Artenkomplexe damit deutlich höher, als es frühere Studien vermuten ließen“, fügt Brandt hinzu.
Zudem unterscheiden sich die Verbreitungsmuster der beiden Familien erheblich, heißt es in der Studie. Einige Arten kommen in allen drei untersuchten Regionen vor und können sich damit über große Entfernungen ausbreiten – entgegen der bisherigen Annahme, Tiefsee-Isopoden seien generell kaum mobil. Die Unterschiede zwischen den beiden Isopodenfamilien erklären die Forschenden durch ihre unterschiedliche Lebensweise: Während einige Arten auf dem Meeresboden leben, leben andere im Sediment vergraben – mit Folgen für ihre Ausbreitung und Vernetzung.
In einigen der untersuchten Arten nahmen zudem genetische Unterschiede mit wachsender geografischer Entfernung zu, was auf eine „Isolation durch Distanz“ hindeutet. Dieses populationsgenetische Prinzip beschreibt, dass mit zunehmender Entfernung der Genaustausch zwischen Populationen abnimmt – ein Prozess, der langfristig zur Entstehung neuer Arten führen kann. Knauber hierzu: „Damit könnte ‚Isolation durch Distanz‘ eine wichtige Rolle für die außergewöhnlich hohen Biodiversität der Tiefsee spielen. Um die zugrundeliegenden evolutionären Mechanismen zu verstehen, welche die benthische Artenvielfalt in der Tiefsee herbeigeführt haben, ist es daher entscheidend, das Zusammenspiel von biogeografischer Verbreitung und genetischer Differenzierung genauer zu untersuchen.“
Die neue Studie zeigt, dass die Biodiversität und die Ausbreitung von Tiefsee-Isopoden im Nordpazifik deutlich größer ist als bisher angenommen. Viele Arten blieben bislang unentdeckt, weil sie morphologisch kaum von bekannten Arten zu unterscheiden sind. Während einige Arten nur regional vorkommen, sind andere überraschend weit verbreitet – ein Ergebnis, das die bisherigen Vorstellungen über ihre Ausbreitungsfähigkeit infrage stellt, so die Forschenden.
„Unsere Ergebnisse zeigen erneut, wie wenig wir noch über die Tiefsee und ihre Bewohner wissen. Gerade weil viele Arten bislang unentdeckt sind, ist es wichtig, diese Lebensräume besser zu verstehen und zu schützen. Tiefseeökosysteme sind empfindlich und bedroht – etwa durch Tiefseebergbau, Klimawandel oder Verschmutzung. Nur wer das ökologische Zusammenspiel in den Tiefen der Meere kennt, kann wirksame und sinnvolle Schutzmaßnahmen entwickeln“, resümiert Brandt.
Die Studie wurde in einem Sonderband zur „AleutBio“-Expedition veröffentlicht. Im Sommer 2022 fuhr ein internationales Forschungsteam mit dem deutschen Forschungsschiff RV SONNE zum Aleuten-Graben und in das Beringmeer, um die Artenvielfalt und Verbreitung der Tiefseefauna zu erfassen. Der Sonderband dokumentiert die Ergebnisse dieser Expedition und verbindet historische Daten mit neuen Erkenntnissen, um ein möglichst vollständiges Bild der Tiefsee zu zeichnen. Das AleutBio-Projekt ist Teil der UN-Ozeandekade für einen nachhaltigen Umgang mit unseren Meeren und leistet einen Beitrag zum Challenger 150-Projekt der UN.
Mehr zum Sonderband unter: https://www.sciencedirect.com/special-issue/102SWH217ZD
Henry Knauber
Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseum Frankfurt
Tel. 069 7542 1693
henry.knauber@senckenberg.de
Prof. Dr. Angelika Brandt
Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseum Frankfurt
Tel. 069 7542 1240
angelika.brandt@senckenberg.de
Henry Knauber, Angelika Brandt, Torben Riehl (2026): Traversing the North Pacific: Biogeography and connectivity patterns of deep-sea isopods across three trench systems,
Progress in Oceanography. https://doi.org/10.1016/j.pocean.2025.103623
Die Isopoden der Familie Haploniscidae leben auf dem Sediment. Einige Arten haben Verbreitungsgebiet ...
Copyright: Senckenberg
Das Forschungsschiff SONNE.
Copyright: Henry Knauber
Criteria of this press release:
Journalists
Biology, Oceanology / climate
transregional, national
Research results
German
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